Nghiên cứu hệ thống thông tin đa truy nhập CDMA: Phân chia theo thời gian và Trải phổ

Ưu và Nhược điểm của hệ thống TDMA

Hiện tượng trễ truyền dẫn gây ra sự trùng lặp tín hiệu giữa hai khe thời gian, nếu thời gian bảo vệ của mỗi khe không thích hợp. Để khắc phục hiện tượng trên một số hệ thống không có thời gian bảo vệ, thay vào đó là những phương pháp định thời phát của MS.

Hiệu suất phổ của TDMA

- Đối với hệ thống TDMA thì N kênh trên một dải tần số liên lạc chỉ cần một bộ thu ở trạm vô tuyến BTS. - Linh động trong khai thác, nếu qui mô của hệ thống thay đổi thì chỉ cần thay đổi phầm mềm mà không cần thay đổi phần cứng.

Các đặc điểm CDMA-2000

• Các kênh vật lý

Truyền đa sóng mang hướng xuống đạt được bằng cách sử dụng 3 sóng mang liên tiếp IS-95B mỗi sóng mang có tốc độ là 1,2288Mcps. Chỉ định về kênh điều khiển sử dụng khung có chiều dài từ 5 đến 20ms mang các thông tin điều khiển như: đo lường dữ liệu, kênh pilot được sử dụng như một tín hiệu tham khảo cho việc phát hiện liên kết.

GIỚI THIỆU CHUNG

• Tính chất và nguyên lí của kỹ thuật trải phổ
• Ưu điểm và ứng dụng của kỹ thuật trải phổ

Ở đầu thu chỉ tạo ra tín hiệu PN giống hệt như tín hiệu PN trong trường hợp truyền thẳng nên các tín hiệu C(t) đi theo đường khác nhau khi nhân với C(t) tại đầu thu sẽ không biến thành giá trị 1 hay các sóng tới đi theo đường khác sẽ không được giải điều chế, năng lượng rất thấp không ảnh hưởng thành phần tín hiệu đi theo đường thẳng. - Tính bảo mật: Sóng vô tuyến bị thu trộm nhưng đối với kỹ thuật trải phổ khi thu được trên đường truyền thành phần tín hiệu rất nhỏ so với can nhiễu hay nói cách khác đi nó bị che lấp bởi tạp âm rất khó cho người thu trộm xử lý nó.

Giới thiệu hệ thống trải trực tiếp (DS)

Các sóng mang giả cũng được đi qua cùng một thủ tục nhân tần số nhờ hoạt động của phía thu mà tại đây tín hiệu DS thu được sẽ chuyển thành băng tần sóng mang ban đầu. Xem xét cơ bản trong hệ thống trải phổ là vấn đề độ rộng băng hệ thống theo sự cảm ứng không trực tiếp với hệ thống khác làm việc trong cùng một kênh hoặc kênh bên cạnh.

HỆ THỐNG TRẢI PHỔ CHUỖI TRỰC TIẾP (DS/SS)

• Các Hệ thống DS/SS-BPSK

Do luật tỉ lệ nghịch hàm mũ bình phương của truyền lan sóng điện từ, tín hiệu của người gây nhiễu đến máy thu khi này sẽ lớn hơn rất nhiều, giả sử là P’s=aPs, trong đó a là tăng bình phương khi người gây nhiễu này tiến đến gần máy thu. Nói một cách khác ta có thể duy trì xác suất lỗi ở mức cho phép bằng cách giảm số K-2 người sử dụng và số người sử dụng này có khi phải loại bỏ hoàn toàn khi a lớn.

Máy phát trải phổ nhảy tần

Bộ phát mã PN nhị phân điều khiển bộ tổng hợp tần số bằng m bít đầu vào, một bít trong đó là bít dữ liệu nguồn Tb đã được mã hóa, m-1 bít còn lại là dãy PN. Bộ tổng hợp tần số phải nhảy tần đến một trong những tần số vô tuyến f1,…,fn với n là con số hàng nghìn hoặc hơn nữa có sẵn được chọn bởi bộ phát mã ngẫu nhiên PN.

Máy thu trải phổ nhảy tần

Qua sơ đồ ta thấy hệ thống trải phổ nhảy tần hoạt động gần giống như trải phổ chuỗi trực tiếp. Bộ nhân tần mở rộng dải thông tín hiệu do đó làm tăng tăng ích xử lý.

Trải Phổ Dịch Thời Gian

Để truyền băng gốc độ rộng băng tần là 1/T0 Hz, nếu dùng truyền băng thông thì độ rộng băng tần là 2/T0 Hz. Bởi vì độ rộng băng tần của bản tin là 1/T, nên độ rộng băng tần được mở rộng bởi một thừa số là 2J khi truyền băng thông.

Hệ Thống Lai

Do ảnh hưởng của khoảng cách gây ra cho tín hiệu thu không thể loại trừ được chỉ với tín hiệu xử lý đơn giản, mà một khoảng thời gian cố định nên được xác định để tránh hiện tượng chồng lấn các tín hiệu tại một thời điểm. Trong trường hợp này thì kết nối đóng, mở chuyển mạch có thể được trích ra một cách dễ dàng từ bộ tạo mã, sử dụng để tạo ra các mã trải phổ, và thiết bị điều khiển đóng, mở được sử dụng để tách các trạng thái ghi dịch cấu thành bộ tạo mã, dựa trên các kết quả, số lượng n cổng được sử dụng để kích hoạt bộ phát có thể thiết lập một cách đơn giản.

Các Loại Mã Trải Phổ PN

+ Thuộc tính 1_Thuộc tính dịch: Dịch vòng ( dịch vòng trái hay dịch vòng phải) của một chuỗi m cũng là một chuỗi m. Nói cách khác nếu chuỗi ra không nằm trong tập Sm thì dịch vòng cũng không nằm trong tập Sm. + Thuộc tính 2_Thuộc tính hồi quy: mọi chuỗi m đều thoả mãn tính hồi quy. Lưu ý rằng có m lời giải độc lập tuyến tính với phương trình hồi quy trên, nghĩa là m chuỗi độc lập tuyến tính trong Sm). Trong mọi chuỗi m, một nửa số đoạn này có chiều dài 1, một phần tư có chiều dài 2, một phần tám có chiều dài 3chừng nào các phân đoạn còn cho một số nguyên các đoạn chạy.

Các phương pháp điều chế và giải điều chế trong CDMA

• Phương pháp điều chế và giải điều chế khóa dịch tần số FSK

Độ di tần đỉnh tới đỉnh chia hết cho tần số điều chế cao nhất được định nghĩa là chỉ số điều chế m và có thể xem là độ di tần đỉnh tới đỉnh chia hết cho độ rộng băng W, và 99% độ rộng băng tần truyền dẫn là 2(1+m)W. Luồng tín hiệu nhị phân vào được đưa qua bộ chuyển đổi mức để chuyển thành các mức điện áp +V và –V, tín hiệu sau khi được chuyển đổi mức được đưa vào bộ điều chế cân bằng để nhân với sóng mang cao tần sinωct.

Mô Hình Hệ Thống Máy Thu Phát Trải Phổ

Trước hết chúng ta thực hiện nén phổ rồi sau đó đem tín hiệu đã được nén phổ đi giải điều chế BPSK, cuối cùng khôi phục lại tín hiệu gốc. Nên sẽ có nhiễu khi chúng ta thu tín hiệu đã trải phổ do đó ta cần tìm cách triệt nhiễu để khôi phục lại tín hiệu ban đầu.

Kết Quả Mô Phỏng

Do tần số sóng mang fc rất lớn nên chu kỳ sóng mang rất nhỏ so với chu kỳ bít của chuỗi dữ liệu. Do đó không thấy được sự đảo pha của tín hiệu đã được điều chế BPSK.